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Dans le film Interstellar, le trou noir supermassif Gargantua est censé contenir l'équivalent de cent millions de masses solaires. Dans la réalité, ces objets astronomiques sont au cœur de toutes les grandes galaxies et peuvent contenir jusqu'à plusieurs milliards de masses solaires. Celui au cœur de notre Voie lactée, Sgr A*, est donc bien modeste avec ses 4,5 millions de masses solaires. S'il s'agit bien d'un trou noir de Kerr en rotation, comme tous les autres trous noirs supermassifstrous noirs supermassifs, il n'accrète que très peu de matière comme ceux qui sont à l'origine du rayonnement incroyable des quasars.
Le trou noir de notre Galaxie a d'abord manifesté sa présence sous forme d'ondes radio et c'est pourquoi on l'appelle souvent du nom de la source associée, Sagittarius A*Sagittarius A*. Deux astrophysiciensastrophysiciens, Reinhard Genzel et Andrea Ghez, ont ensuite étudié pendant des années les mouvementsmouvements de certaines étoilesétoiles autour de cette source avec l'aide de leurs collègues. Cela leur a permis de démontrer qu'il s'agissait en fait d'un trou noir supermassif, ce qui leur a valu en 2012 le prix Crafoord. Aujourd'hui, les chercheurs continuent d'observer Sgr A*, en particulier dans le domaine des rayons Xrayons X, car il s'agit du trou noir supermassif le plus proche du SoleilSoleil. Ils peuvent l'utiliser comme un laboratoire pour tester leurs idées sur la physiquephysique de l'accrétionaccrétion de la matière par les trous noirs mais aussi celles sur la relativité généralerelativité générale, comme par exemple avec le projet Event Horizon Telescope (EHT).
Sgr A* est devenu 400 fois plus lumineux en quelques heures
ChandraChandra est l'un des yeuxyeux en orbiteorbite de l'humanité. Le satellite sonde les arcanes des quasarsquasars en observant Sgr A* dans le domaine des rayons X. Avec lui, la NasaNasa a détecté le 14 septembre 2013 un flashflash transitoire 400 fois plus lumineux que ne l'est ordinairement le trou noir et trois fois plus brillant que celui observé en 2012 qui constituait le précédent record de luminositéluminosité. Les astrophysiciens ont écarté l'hypothèse qu'il puisse s'agir d'émissionsémissions associées à la présence du fameux nuagenuage de gazgaz G2, situé à proximité de Sgr A*, et qui a défrayé la chronique il y a quelques années (il a finalement été démontré qu'il s'agissait d'une étoile géanteétoile géante entourée de gaz et de poussières laissés par sa formation à la suite de la fusionfusion des composantes d'une étoile binairebinaire). En effet, l'éruption observée par les instruments de Chandra s'est produite à une distance une centaine de fois plus petite que ne l'est G2 du trou noir central de la Galaxie.
Cette vidéo montre une vue du centre de la Voie lactée dans le domaine des rayons X et notamment de la région contenant Sagittarius A*. Ici, en 2013 et 2014, des éruptions particulièrement lumineuses ont eu lieu (en bleu sur fond noir dans la vidéo). © Nasa, CXC, A. Hobartl
Les chercheurs n'ont pas encore pu déterminer la nature exacte du phénomène qui a donné lieu à l'événement de septembre 2013 (un flash similaire mais seulement 200 fois plus lumineux que la normale s'est aussi produit le 20 octobre 2014). Mais deux hypothèses très crédibles sont en lice comme l'explique la vidéo ci-dessus.
Dislocation gravitationnelle ou reconnexion magnétique ?
La première fait intervenir la dislocation d'un astéroïde par les forces de maréeforces de marée du trou noir supermassif alors qu'il s'est approché trop près de l'horizon des événementshorizon des événements. Si tel était bien le cas, la matière résultant de cette destruction aurait formé un courant tombant en décrivant une spirale en direction du trou noir ce qui l'aurait conduit à s'échauffer et à briller dans le domaine des rayons X. Quelques heures auraient alors suffit avant que l'approche de l'horizon du trou noir ne produise un décalage spectral vers le rouge et une diminution de la luminosité de la matière qui s'apprêtait à franchir le point de non retour. En pratique, l'événement serait donc devenu inobservable pour nous. Or le flash de septembre 2013 n'a effectivement duré que quelques heures. On aurait donc assisté à la destruction du plus gros astéroïdeastéroïde avalé par Sgr A* connu à ce jour.
La seconde hypothèse, tout aussi plausible, repose sur le fait que l'accrétion de matière par un trou noir supermassif génère un champ magnétique. Du gaz alimente en permanence Sgr A* de sorte qu'il est entouré par des lignes de champs magnétiqueschamps magnétiques. Ces lignes peuvent se déformer et s'enrouler comme le font celles générées par le Soleil. Il peut donc s'y produire le même phénomène de reconnexion magnétique, c'est-à-dire une reconfiguration spontanée et rapide de la structure de ces lignes du champ magnétique. De l'énergieénergie est alors libérée ce qui aurait donc généré l'équivalent des éruptions magnétiques observées dans la couronne solairecouronne solaire. Il se trouve que la courbe de luminosité en X de ce phénomène pour le Soleil ressemble à celle observée avec l'événement de septembre autour de Sgr A*.
Ces flashs en rayons X sont des fenêtresfenêtres qui nous permettent de comprendre et d'étudier la physique et l'astrophysiqueastrophysique d'objets qui sont parmi les plus extrêmes et les plus fascinants de l'universunivers.
